用于重型车辆的轮胎的制作方法

专利名称：用于重型车辆的轮胎的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有径向胎体增强件的轮胎，特别涉及将要安装在承载较重载荷并以持久的速度行驶的车辆(例如货车、拖拉机、 拖车、或高速公路用巴士)上的轮胎。
背景技术：
目前，也是最通常地，轮胎的增强装置(reinforcement armature)或者增强件，尤其是重型车辆类的车辆轮胎是通过堆叠一层 或多层传统上被称为"胎体帘布层"、"胎冠帘布层"等的帘布层构成。 这种命名增强装置的方式起源于其制造过程，该制造过程包括制造一 系列帘布层形式的半成品，配备通常沿纵向方向的帘线增强线，然后 将这些帘布层组装或堆叠来制造轮胎原坯。生产出来的帘布层是展平 的状态，而且尺寸很大，随后要根据指定产品的尺寸进行裁剪。在第 一阶段，帘布层还要以充分平坦的状态装配。然后，这样制成的原坯 通过成型获得轮胎普遍具有的环状外形。然后把被称为"合成 (finishing)"产品的半成品应用在原坯上，以得到可以被硫化的产品。
这样的"传统"型的过程，尤其是在制造轮胎原胚的阶段， 涉及使用锚固元件(通常是胎圈金属丝)把胎体增强件锚固或固定在 轮胎胎圈的区域中。因此，在此类过程中，构成胎体增强件的所有(或 只有其一部分)帘布层的一部分被巻起围绕在设置于轮胎胎圈中的胎 圈金属丝上。这样，胎体增强件就被锚固在胎圈中了。
虽然有各种不同的制造帘布层及其组件的方法，但工业中 对这种传统类型方法的普遍采用使得本领域的技术人员要使用反映这 一过程的词汇；因此被普遍接受的术语尤其包括术语"帘布层"、"胎 体"、"胎圈金属丝"、"成型"等是指从平面外形变为环状外形等。
现在，恰当地讲，有些轮胎不含有根据前面定义的"帘布 层"或"胎圈金属丝"。例如，文献EP0 582 196描述了不使用帘布
层形式的半成品而制造的轮胎。例如，不同增强结构的增强元件被直
接用于橡胶混合物的相邻的层，然后以连续层(successive layers)的方 式被整体应用于环状复曲形胎芯，该环状复曲形胎芯的形式使得可以 直接获得与所制造的轮胎的最终外形相近的外形。因此，在这种情况 下，就不再存在任何"半成品"、或任何"帘布层"和"胎圈金属丝"。 基底产品(baseproducts)，例如橡胶混合物和呈帘线或纤维形式的增 强元件，可以直接应用于胎芯(core)。由于该胎芯是环状形式，因此 就不再需要定型原胚以使其从平坦外形变成环状外形了。而且，该文件中描述的轮胎也没有"传统的"胎体帘布层 绕胎圈金属丝的缠绕(upturn)。这种锚固方式被下面的设置所代替 在所述侧壁增强结构相邻的位置安放圆周帘线、然后再全部嵌于锚固 或粘合的橡胶混合物中。还有一些利用半成品在环状复曲形胎芯上装配的方法尤其 适用于快速、有效和简便地在中央胎芯上安装。最后，也可以利用既 包含用于制造特定构造部分(例如帘布层、胎圈金属丝等)的特定半 成品、同时又通过直接应用混合体和/或增强元件来制造其他部分的混 合形式。在本文中，为了考虑最近在产品制造和设计领域中的技术 发展，传统术语例如"帘布层"、"胎圈金属丝"等有利地被中性术 语或独立于所采用的过程的类型的术语所代替。因此，术语"胎体类 增强线"或"侧壁增强线"有效地指代传统过程中的胎体帘布层的增 强元件，以及通常应用于壁侧的层面、利用不涉及半成品的过程制造 出的轮胎的相应增强元件。对于其部分，术语"锚固区域"可同等地 表示在传统过程中围绕胎圈金属丝的胎体帘布层的"传统"缠绕 (upturn)，也可表示由圆周增强元件、橡胶混合物以及相邻的通过使 用应用到环状复曲形胎芯上的方法而制造的底部区域的侧壁增强部分 所构成的组件。通常，在重型车辆的轮胎中，胎体增强件锚固在胎圈区域 中的任何一侧，并且被由至少两层形成的胎冠增强件径向覆盖，该至 少两层被重叠并由在每层中平行的帘线或缆线形成。该胎体增强件还 可包括一层具有低延展率并与圆周方向成角在45°至90。之间的金属线
或缆线，该层被称为三角帘布层(triangulationply)并径向地位于胎体 增强件和被称作工作层的第一胎冠帘布层之间，该胎冠帘布层由角度 绝对值至多等于45。的帘线或者缆线形成。该三角帘布层与至少所述工 作帘布层构成三角增强件，该三角增强件在承受不同应力的情况下产 生较小变形，三角帘布层的基本作用是吸收轮胎的胎冠区域中所有增 强元件所承受的横向压力。胎冠增强件包括至少一个工作层，当所述胎冠增强件包括 至少两个工作层时，其由在每一层中彼此平行并在层与层之间彼此交 叉且与圆周方向形成10°至45。之间的角度的不可伸长的金属增强元件 构成。所述形成工作增强件的工作层还可以被至少一个所谓的保护层 覆盖，该保护层有利地由被称作"弹性元件"的金属可延伸增强元件 构成。对于用于"重型车辆"的轮胎，通常采用单一保护层，并 且在多数情况下，其保护元件以与工作层的增强元件相同的方向和绝 对值相同的角度定位，所述工作层位于径向最外侧并因此是径向邻近 的。对于将要行驶在相对崎岖路面上的建筑车辆轮胎，采用两个保护 层是有利的，其增强元件在层与层之间交叉，并且位于径向内侧的保 护层的增强元件与邻近所述径向内侧的保护层的径向外侧的工作层的 不可延伸的增强元件交叉。当缆线受到等于断裂载荷10%的拉伸力的作用，其相对伸 长至多等于0.2%时，所述缆线被称为是不可拉伸的。当缆线受到等于断裂载荷的拉伸力的作用，其相对伸长至 少等于4%时，所述缆线被称为是弹性的。轮胎的圆周方向，或者纵向，是对应于轮胎的周长方向并 被轮胎的滚动方向所定义的方向。轮胎的横向或轴向平行于轮胎的转动轴。
径向方向是与轮胎的转动轴交叉并垂直的方向。
轮胎的转动轴是在正常使用中轮胎转动所围绕的轴。
径向面或子午面是包含轮胎转动轴的平面。
圆周中面或赤道面是垂直于轮胎旋转轴并且将轮胎分为两 半的平面。
由于全世界公路网络的改善和高速公路网络的增长，目前
被称为"高速公路用"轮胎(highway tires)的某些轮胎要行驶在高速 公路上，并且行驶在不断加长的旅途中。无疑，这种轮胎行驶所需的 所有条件都会要求增加其行驶的公里数并降低轮胎的磨损；另一方面， 后者的耐久性，尤其是对于胎冠增强件来讲，因此被损害了。事实上，在胎冠增强件的层面存在应力，更具体地讲在各 胎冠层之间存在剪切应力，使得轴向最短的胎冠层的末端水平处的工 作温度有显著的升高，从而导致所述末端处的橡胶出现裂缝的外观并 扩散。为了改善所述类型轮胎的胎冠增强件的耐久性，已经提出 了涉及层和/或设置在帘布层末端(尤其是轴向最短的帘布层的末端) 之间和/或周围的橡胶混合物的轮廓元件的结构和质量的解决方案。为了改善位于胎冠增强件边缘附近的橡胶混合物的抗老化 (degradation)能力，法国专利1 389 428提出结合具有低滞后效应的 胎面，使用由具有低滞后效应的橡胶混合物形成的橡胶轮廓元件覆盖 至少胎冠增强件的侧面和边缘。为了避免胎冠增强件帘布层之间的分离，法国专利FR2 222 232描述了用橡胶垫包裹增强件的末端，其Shore A硬度与覆盖所述增 强件的胎面的硬度不同，并且大于设置在胎冠增强件帘布层边缘与胎 体增强件之间的橡胶混合物的轮廓元件的Shore A硬度。法国申请FR 2 728 510提出首先在胎体增强件与径向最靠 近旋转轴的胎冠增强件工作帘布层之间设置轴向连续的帘布层，该帘 布层由与圆周方向形成至少等于60。角的不可拉伸的金属缆线构成，并 且其轴向宽度至少等于最短的工作胎冠帘布层的轴向宽度，其次在两 个工作胎冠帘布层之间设置基本与圆周方向平行定位的由金属元件形 成的附加帘布层。无论所谓的三角帘布层是否存在，这样构造的轮胎的加长的 行驶都导致在附加帘布层的缆线中，尤其是在所述帘布层的边缘出现 疲劳失效。为了克服这样的缺点并改善这些轮胎的胎冠增强件的耐久 性，国际申请WO 99/24269提出，在赤道面的任何一侧并在基本平行
于圆周方向的增强元件的附加帘布层的当前轴向延长线(extension )中， 以一定的轴向距离连接由在帘布层之间交叉的增强元件形成的两个工 作胎冠帘布层，然后通过橡胶混合物的轮廓元件至少在所述两个工作 帘布层公共的剩余宽度上使它们脱离连接。

发明内容
本发明的一个目的提供一种用于"重型车辆"的轮胎，与传 统轮胎相比，其耐久性能被进一步改善了。该目的是根据本发明通过一种具有径向胎体增强件的轮胎 实现的，该轮胎包括由不可拉伸的增强元件的至少两个工作胎冠层形 成的胎冠增强件，该增强元件在一个帘布层和另一帘布层之间交叉并 且与圆周方向形成10°至45°角，所述胎冠增强件本身被胎面径向覆盖， 所述胎面通过两个侧壁结合至两个胎圈，所述轮胎在每一肩部额外地 包括至少一层增强元件，该增强元件沿着圆周定向并具有波纹，所述 附加层的轴向内侧端径向地邻近工作胎冠层的边缘，所述附加层的轴 向外侧端与轮胎的赤道面之间的距离至少等于所述平面和其邻近的工 作层的端部之间的距离，并且所述附加层和轴向最宽的工作胎冠层的 端部之间的距离大于1.5mm，并优选地在2至12mm之间。根据本发明的一个优选实施例，所述附加层的轴向外侧端 位于其邻近的工作胎冠层的边缘的轴向外侧。根据本发明的可变实施例，附加层的轴向内侧端位于工作 胎冠层的边缘的径向外侧并与之邻近，更优选地位于轴向最窄的工作 胎冠层的边缘的径向外侧并与之邻近。根据本发明的该后一变体，所 述附加层的轴向外侧端有利地在位于轴向最窄的工作胎冠层的边缘的 轴向外侧。沿圆周方向定位并具有波纹的增强元件是其主方向与圆周 方向形成相对于0°在+2.5°和-2.5°范围内的角的增强元件，且其围绕该 主方向波动。增强元件的层的轴向宽度或者所述层的端部的轴向位置在 轮胎的横截面上测量，因此轮胎处于非充气状态。对根据本发明这样定义的轮胎进行的测试显示，与不包含 以本发明所述为例的附加层的更传统的设计相比，轮胎耐久性方面的 性能被改善。这种结果的一种解释可以是，所述附加层，更确切地说 是附加层的增强元件，使得既能够减少裂纹的出现又能够限制其所邻 近的工作层的端部的任何这种初始裂纹的扩展。这种作用一方面可能 与由于附加层沿圆周方向的主方向而产生的局部受力(起初由工作层 支撑)吸收有关；另一方面是附加层的增强元件对所述工作层增强元件之间的压延橡胶复合物进行增强结果，这要归因于该附加层的所述 增强元件的波纹。
根据本发明的一个优选实施例，粘着性橡胶混合物的层P 设置在工作胎冠层的至少端部之间，并且所述层P的轴向外侧端位于 轴向最宽的工作胎冠层的端部的轴向外侧。
这样定义的层P —方面导致工作胎冠层分离，其本身有利 于改善轮胎的耐久性，另一方面，可利于保证圆周增强元件的附加层 和轴向最宽的工作胎冠层的端部之间的最小距离大于1.5mm。
"连接的帘布层"应理解为表示多个帘布层，其各自的增 强元件以至多1.5mm的距离被径向隔开，橡胶的所述厚度在所述增强 元件的各自上端母线和下端母线之间径向测得。
根据本发明的一个有利的实施例，层P的弹性模量和与附 加层邻近的工作层的压延成形层(calendering layer)的弹性模量的比 值在0.5和1之间。所述压延成形层是将工作层的增强元件与层P隔开 的橡胶层。
橡胶混合物的"弹性模量"应理解为表示在环境温度下， 在10%的拉伸变形条件下的正割模量(secantmodulus)。
模量的测量在根据1988年9月的标准AFNOR-NFT-46002 的拉伸条件下进行在10%伸长条件下，在二次伸长中(即调节循环 之后)测量名义正割模量(或视应力，单位MPa)(根据1979年12 月的标准AFNOR-NFT-40101中的标准温度和相对湿度条件)。
根据本发明的此实施例，所提供的弹性模量的比值尤其可 以在较少热耗散并因此在轮胎的这个区域中较少加热的条件下获得工 作层的分离。
仍然优选地，所述层P的轴向内侧端与轴向最窄的工作胎冠帘布层的端部之间的所述层P的轴向宽度D为 3.A SZ^20-^其中^是轴向最窄的工作胎冠帘布层的增强元件的直径。这样的关系 定义了橡胶混合物的层P与轴向最窄的工作帘布层之间的接合区域。 在等于径向外侧的工作帘布层的增强元件的直径三倍的值以下的这种 接合可能不足以获得工作帘布层的脱离连接，以特别地在轴向最窄的 工作帘布层的端部处获得应力的降低。接合值大于轴向最窄的工作帘 布层的增强元件的直径的二十倍的此接合，可能导致轮胎的胎冠增强 件的滑动刚度(skidrigidity)的过分降低。
优选地，粘性橡胶混合物的所述层P的轴向内侧端与轴向 最窄的工作胎冠层的轴向外侧端之间的粘性橡胶混合物层P的轴向宽 度D大于5mm。
本发明还优选地在轴向最窄的工作胎冠帘布层的轴向外侧 端处设置层P的厚度，使得被所述层P分隔的两个工作胎冠帘布层之 间的径向距离d满足下述关系 3/5.02 <<i<5-^2其中^是轴向最窄的工作胎冠帘布层的增强元件的直径。
从缆线到缆线测量距离d，即在第一工作帘布层和第二工 作帘布层的缆线之间测量。换言之，该距离d覆盖了层P的厚度和相 应的压延橡胶混合物的厚度，其位于径向内侧工作帘布层的缆线的径 向外侧，并位于径向外侧工作帘布层的缆线的径向内侧。
在轮胎的横截面上进行厚度的不同测量，因此轮胎处于非 充气状态。
根据本发明的一个有利的实施例，在轴向最宽的工作胎冠 层的端部，层P的厚度保证所述的轴向最宽的工作胎冠层的端部与圆 周增强元件的附加层之间的距离d'满足d、 1.5mm。橡胶混合物的层 P还有利地作为轴向最宽的工作层与圆周增强元件的附加层之间的分 离层，这样轴向最宽的工作层的增强元件的端部不因为过分靠近圆周 增强元件而受到应力。换言之，附加层的圆周增强元件有利地不伸入 以轴向最宽的工作层的增强元件的端部为中心的半径为d'的圆。
与厚度d—样，在轮胎处于非充气状态下，在轮胎的横截 面上从缆线到缆线测量距离d'。
根据本发明的一个优选实施例，轴向最宽的工作胎冠层位 于其他工作胎冠层的径向内侧。
仍然优选地，轴向最宽的工作胎冠层的轴向宽度与轴向最 窄的工作胎冠层的轴向宽度之差在5至30mm之间。
]根据本发明的一个有利的可变实施例，工作胎冠层的增强 元件与圆周方向形成的角度小于30°，优选地小于25°。
根据本发明的一个可变实施例，工作胎冠层包括在一个帘 布层和另一帘布层之间交叉、并形成相对于圆周方向在轴向中可变的 角度的增强元件，与在圆周中面水平(level)测得的所述元件的角度 相比，所述可变的角度在增强元件层的轴向外侧边缘上更大。本发明 的这种实施例可以在一些区域中提高圆周刚度，而在其他区域中降低 此刚度，尤其为了降低胎体增强件的压力。
本发明的一个优选实施例还将胎冠增强件设置成通过被称 为保护层的至少一个补充层径向结束于被称为弹性增强元件的外侧， 该弹性增强元件相对于圆周方向以10。至45。之间的角度定位，并与径 向地与其邻近的工作层的不可拉伸元件所形成的角度处于相同方向。
保护层可以具有比最窄的工作层的轴向宽度小的轴向宽 度。所述保护层还可以具有比最窄的工作层的轴向宽度大的轴向宽度， 从而所述保护层覆盖最窄的工作层的边缘。在上述后一种情况中，由 弹性增强元件形成的保护层一方面可能通过轮廓元件与所述最窄的工 作层的边缘分离，在另一方面，可以具有比最宽的胎冠层的轴向宽度 小或大的轴向宽度。
当保护层在轴向上比轴向最窄的工作胎冠层窄，所述工作 胎冠层是径向最外侧的工作层时，本发明有利地将保护层的边缘设置 成径向地邻近附加层的至少轴向内侧边缘、并优选地位于附加层的至 少轴向内侧边缘的径向外侧。
与本发明的前述变体相比，为了获得本发明的这种实施例 (其中保护层的边缘径向邻近附加层并位于该附加层的外侧)，要么保 护层的端部在轴向上更靠近外侧，要么附加层的轴向内侧端在轴向上
更靠近内侧。换言之，要么保护层轴向较宽，要么附加层轴向较宽， 被轴向朝内部延伸。
根据前述的本发明的任一实施例，胎冠增强件还可以通过 由不可拉伸的增强元件形成的三角层结束于例如胎体增强件和径向最 内侧的工作层的径向之间，所述不可拉伸的增强元件与圆周方向形成大于40°的角，并优选地位于与径向最靠近胎体增强件的层的增强元件所形成的角度相同的方向。
根据本发明的第一可变实施例，附加层的增强元件是金属 增强元件。
根据本发明的另一可变实施例，附加层的增强元件是织物 增强元件。
本发明的一个有利的实施例进一歩将轮胎的胎冠增强件设 置成包括至少一个圆周增强元件的连续层，圆周增强元件的轴向宽度 优选地小于轴向最宽的工作胎冠层的轴向宽度。
在轮胎处于非充气状态下，在轮胎的横截面上测量增强元 件连续层的轴向宽度。
根据本发明，在轮胎中存在的至少一个圆周增强元件的连 续层可以利于在以圆周中面为中心的区域中获得不同增强层的几乎无 限半径的轴向曲率，这有利于轮胎的耐久性能。
根据本发明的一个有利的实施例，至少一个圆周增强元件 的连续层的增强元件是金属增强元件，在0.7%的伸长条件下，其具有 在10至120GPa之间的正割模量，并具有小于150GPa的最大正切模
根据一个优选实施例，在0.7。％的伸长条件下，增强元件的 正割模量小于100GPa并大于20GPa，优选地在30至90GPa之间，更 优选地小于80GPa。
仍然优选地，增强元件的最大正切模量小于130GPa，更优 选地小于120GPa。
在拉伸应力曲线上测量上述模量，该曲线是参照增强元件 的金属截面以20MPa的预应力确定的伸长的函数，该拉伸应力对应于 参照增强元件的金属截面测得的张力。可以在拉伸应力曲线上测量相同增强元件的模量，该曲线 是参照增强元件的整个截面以lOMPa的预应力确定的伸长的函数，该 拉伸应力对应于参照增强元件的整个截面测得的张力。增强元件的整 个截面是由金属和由橡胶构成的复合元件的截面，后者特别地在轮胎 硫化阶段穿入增强元件。
根据相对于增强元件的整个截面的这种结构，圆周增强元 件的至少一层增强元件是金属增强元件，在0.7%的伸长条件下，具有 5至60GPa之间的正割模量，并且其最大正切模量小于75GPa。
根据优选实施例，增强元件在0.7%的伸长条件下的正割模 量小于50GPa并大于lOGPa，优选地在15至45GPa之间，更优选地 小于40GPa。
仍然优选地，增强元件的最大正切模量小于65GPa，更优 选地小于60GPa。
根据一个优选实施例，圆周增强元件的至少一个连续层的 增强元件是金属增强元件，该金属增强元件所具有的拉伸应力曲线是 相对伸长的函数，其对于较小的拉伸具有较缓的梯度，而对于较大的 拉伸则具有基本为常数的较陡的梯度。圆周增强元件的连续层的这种 增强元件被称为"双模量"(bimodular)元件。
根据本发明的优选实施例，所述基本为常数的较陡的梯度 出现于相对伸长在0.1 %至0.5%之间及以上(onwards)。
在取自轮胎的增强元件上测量上述增强元件的不同特性。
更适于制造根据本发明的圆周增强元件的至少一个连续层 的增强元件是如公式21.23所示的组件，公式21.23的结构为 3x(0.26 + 6x0.23) 4.4/6.6 SS;这种带状缆线由21条基本帘线形成， 该基本帘线的公式为3x(l + 6)， 3个带扭结在一起，每一带均由7条 帘线形成，形成中央芯的一条帘线直径为26/100mm，六条缠绕帘线的 直径为23/100mm。这样的缆线在0.7%的伸长条件下具有45GPa的正 割模量以及98GPa的最大正切模量，所述两个模量都在拉伸应力曲线 上测得，该曲线是参照增强元件的金属截面由20MPa的预应力所确定 的伸长的函数，该拉伸应力对应于参照增强元件的金属截面测得的张 力。当拉伸应力曲线是参照增强元件的整个截面由lOMPa的预应力所 确定的伸长的函数并且该拉伸应力对应于参照增强元件的整个截面测得的张力时，在该拉伸应力曲线上，公式21.23的缆线在0.7%的伸长 条件下具有23GPa的正割模量和49GPa的最大正切模量。
同样，增强元件的另一实例是公式21.28中的组件，公式 21.28的结构为3x(0.32 + 6x0.28) 6.2/9.3 SS 。此缆线在0.7%的伸长条 件下具有56GPa的正割模量以及102GPa的最大正切模量，所述两个 模量都在拉伸应力曲线上测得，该曲线是参照增强元件的金属截面由 20MPa的预应力所确定的伸长的函数，该拉伸应力对应于参照增强元 件的金属截面测得的张力。当拉伸应力曲线是参照增强元件的整个截 面由lOMPa的预应力所确定的伸长的函数并且该拉伸应力对应于参照 增强元件的整个截面测得的张力时，在该拉伸应力曲线上，公式21.28 的缆线在0.7%的伸长条件下具有27GPa的正割模量和49GPa的最大 正切模量。
这种增强元件在圆周增强元件的至少一个连续层中的使用 使得尤其可以保持所述层具有满意的刚度，包括在传统制造过程中的 成型和硫化阶段之后。
根据本发明的第二实施例，连续层的圆周增强元件可以由 不可拉伸的金属元件段构成，以形成长度远小于最短层的周长、同时 优选地比所述周长的O.l倍大的部分，部分之间的段轴向彼此偏移。仍 然优选地，圆周增强元件的连续层的单位宽度的拉伸弹性模量小于在 相同条件下测得的最具拉伸性的工作胎冠层的拉伸弹性模量。这样的 实施例可以以简单的方式赋予圆周增强元件的连续层可以易于调节的 模量(通过选择同一行的部分之间的间隔)，但在所有情况下，该模量 都低于由相同但连续的金属元件构成的层的模量，圆周增强元件的连 续层的模量在取自轮胎的切割元件的硫化层上测量。
根据本发明的第三实施例，连续层的圆周增强元件是波状 金属元件，波动幅度与波长的比值""至多等于0.09。优选地，圆周增 强元件的连续层的单位宽度的拉伸弹性模量小于在相同条件下测得的 最具拉伸性的工作胎冠层的拉伸弹性模量。
金属元件优选是钢缆。
根据本发明的一个可变实施例，圆周增强元件的至少一个 连续层径向设置在两个工作胎冠层之间。
根据后一可变实施例，圆周增强元件的连续层可以比位于 其他工作胎冠层径向外侧的相似层更显著地限制胎体增强件的增强元 件的压縮。优选地，其通过至少一个工作层与胎体增强件径向隔开， 从而限制所述增强元件上的应力并不使其过度疲劳。
同样有利地，在圆周增强元件的连续层径向设置在两个工作胎冠层之间的情况下，径向邻近圆周增强元件层的工作胎冠层的轴 向宽度大于所述圆周增强元件层的轴向宽度。


参考图1至5，根据对本发明的实施例的描述，本发明的 其他有利细节和特点将显而易见，其中图1是根据本发明的一个实施例的轮胎的子午面视图； 图2是根据本发明的第二实施例的轮胎的子午面视图； 图3是根据本发明的第三实施例的轮胎的子午面视图； 图4是根据本发明的第四实施例的轮胎的子午面视图；图5是根据本发明的第五实施例的轮胎的子午面视图。
为了简化理解，附图没有按比例显示。附图只显示了轮胎的一半视图，该视图可相对于表示轮胎圆周中面或赤道面的轴XX'对称延伸。
具体实施方式
在图1中，尺寸为315/80R 22.5X的轮胎1具有0.80的样 式比率(formratio) H/S， H是在轮胎1在其安装轮缘上的高度，S是 其最大轴向宽度。所述轮胎1包括锚固在两个胎圈(在图中未显示) 中的径向胎体增强件2。胎体增强件由单层金属缆线构成。该胎体增强 件2被胎冠增强件4包裹，从下述结构的内侧向外侧径向地形成非包裹的不可拉伸金属11.35缆线形成的第一工作层41，所述缆 线在帘布层的整个宽度上连续，并以18。角定位，非包裹的不可拉伸金属11.35缆线形成的第二工作层42，所述缆 线在帘布层的整个宽度上连续，并以18。角定位，并且与层41的金属
缆线交叉；层42轴向上小于层41，由圆周定向且具有40mm波长和8mm的峰峰幅值的波纹的缆线形 成的附加层43;层43径向邻近并位于径向外侧的工作层42的外侧， 并轴向延伸超过层41的轴向外侧端。 一方面，对2.23金属缆线进行了 测试，另一方面，对PET144X2织物缆线进行了测试。
第一工作层41的轴向宽度I^等于216mm。
第二工作层42的轴向宽度"2等于206mm。
圆周增强元件的附加层43具有75mm的宽度；其具有与层 42轴向重叠的宽度为53mm的区域。
胎冠增强件本身被胎面5覆盖。
径向位于工作胎冠层41和42之间并与之接触的被称为分 离橡胶的橡胶层P覆盖所述工作层41的端部，并延伸超过所述层41 的轴向外侧端。橡胶混合物的层P特别提供工作层41与径向外侧的工 作层42的端部之间的分离。两个工作层41和42之间的层P的接合区 域由其厚度定义，或者更确切地由层42的端部和层41之间的径向距 离d以及由所述层P的轴向内侧端与径向外侧的工作胎冠层的端部之 间的其轴向宽度D定义。径向距离d等于3.5mm。轴向距离D等于 20mm，或大致是工作层42的增强元件的直径A的13.3倍，直径02等 于1.5mm。
如前面定义的，距离d'是径向最宽的工作胎冠层41的端部 与附加层43之间的距离，该距离至少等于1.5mm。这样，根据本发明， 层P利于在附加层43与轴向最宽的工作胎冠层41的端部之间保持大 于1.5mm的距离。
层P和层42的压延成形层的弹性模量相同，等于lOMPa; 因此所述模量之间的比值等于1。
图2中，轮胎21与图1中所示的轮胎的不同之处首先在于， 圆周增强元件的附加层43具有53mm的宽度，并且所述附加层43的 轴向外侧端与轴XX'之间的距离等于所述平面与工作层42的端部之间 的距离。如前面定义的，距离d'是径向最宽的工作胎冠层41的端部 与附加层43之间的距离，其至少等于距离d，因此大于3.5mm。
第二，轮胎21与图1中所示的轮胎的不同之处还在于其进
一步包括由弹性金属18x23缆线形成的保护层244，其轴向宽度等于86mm。 被称为三角层的增强元件245的补充层，其宽度基本等于200mm， 由不可拉伸的金属9"8缆线构成。该层245的增强元件与圆周方向形 成大约45。的角度，并按照与工作层241的增强元件相同的方向定位。 该层245尤其可以有利于吸收轮胎的胎冠区域中所有增强元件所承受 的横向压縮应力。
图3中，轮胎31与图1中所示的轮胎的不同之处在于其包 括插入两个工作层341和342之间的附加层343。实际上，层343径向 邻近并位于层342的内侧。根据图中未显示的本发明的其他实施例， 附加层343也可以径向邻近层341并位于所述工作层341的外侧或者 内侧。
图4显示了根据本发明的可变实施例的轮胎41，与图2的 实施例相比，该轮胎进一步包括插入工作层441和442之间的圆周增 强元件的连续层446。该连续层446具有185mm的宽度L446，比工作 层441和442的宽度小。
图5显示了根据本发明的可变实施例的轮胎51，与图2的 实施例相比，其具有径向邻近并位于附加层543外侧的保护层544。根 据此实施例，附加层543的轴向内侧端径向地位于工作层542和保护 层544之间，覆盖的轴向宽度为10mm。
图5中，相对于具有保护层的其他附图，这里加宽了此保 护层；可通过更宽的附加层获得图中未显示的相似结果，所述附件层 的轴向内侧端进一步位于内侧，以获得与比图5中所示轴向宽度更窄 的保护层的重叠。
对根据图2所示的根据本发明制造的轮胎进行了测试，并 且与相同的但使用传统构造生产的参考轮胎进行了比较。
所述传统轮胎不包括附加层43。在另一方面，其包括保护 层和三角层。
第一种耐久性测试在相同车辆上安装每一种轮胎，并使每 一车辆沿着直线路径行驶，为了加速这类测试，轮胎承受了比评估载 荷更大的载荷。
包含有传统轮胎的参考车辆在行驶开始时结合了每轮胎3600kg的载荷，在行驶结束时，改变载荷达到4350kg。
包含有根据本发明的轮胎的车辆在行驶开始时结合了每轮胎3800kg的载荷，在行驶结束时，改变载荷达到4800kg。
当轮胎被破坏和/或不再正常工作时，测试结束。
这样进行的测试显示，安装了根据本发明的带有金属增强元件或织物增强元件的轮胎的车辆所行驶的距离大于或等于参考车辆所行驶的距离。
在测试机器上进行了其他耐久性测试，在载荷条件从额定 载荷的60。％变化到200%的条件下以及在推力条件从被施加载荷的0 倍变化到0.35倍的条件下，交替地改变左转、右转、然后再沿直线行 驶的顺序。速度在30至70km/h之间。当轮胎被破坏和/或不再正常工 作时，测试结束。
获得的结果显示根据本发明的带有金属增强元件或织物增 强元件的轮胎所行驶的距离方面的优越性，所述行驶的距离比参考轮 胎所行驶的距离要长。根据本发明的带有金属增强元件的轮胎所行驶 的距离比参考轮胎所行驶的距离长25%。
权利要求
1、一种具有径向胎体增强件的轮胎，包括由不可拉伸的增强元件形成的至少两个工作胎冠层构成的胎冠增强件，所述增强元件在一个帘布层与另一帘布层之间交叉并与圆周方向形成10°至45°之间的角度，所述胎冠增强件自身被胎面径向覆盖，所述胎面通过两个侧壁结合至两个胎圈，其特征在于所述轮胎在每一肩部中附加地包括至少一层沿着圆周定向并具有波纹的增强元件；所述附加层的轴向内侧端径向地邻近工作胎冠层的边缘；所述附加层的轴向外侧端与轮胎的赤道面的距离至少等于所述平面与其所邻近的工作层的端部之间的距离；所述附加层与轴向最宽的工作胎冠层的端部之间的距离大于1.5mm。
2、 如权利要求l所述的轮胎，其特征在于所述附加层的轴向外侧 端位于其邻近的工作胎冠层的边缘的轴向外侧。
3、 如权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于所述附加层的轴向 内侧端位于工作胎冠层的边缘的径向外侧并与其邻近。
4、 如权利要求3所述的轮胎，至少两个工作层具有不同的轴向宽 度，其特征在于所述附加层的轴向内侧端位于轴向最窄的工作胎冠层 的边缘的径向外侧并与其邻近。
5、 如权利要求1至4中任一项所述的轮胎，其特征在于粘性橡胶 混合物的层P设置在工作胎冠层的至少端部之间，且层P的轴向外侧 端位于轴向最宽的工作胎冠层的端部的轴向外侧。
6、 如权利要求5所述的轮胎，其特征在于层P的弹性模量和邻近 附加层的工作层的压延成形层的弹性模量之间的比值在0.5和1之间。
7、 如权利要求5或6所述的轮胎，其特征在于层P的轴向内侧端与轴向最窄的工作胎冠帘布层的端部之间的所述层P的轴向宽度D为其中A是径向外侧的工作胎冠帘布层的增强元件的直径。
8、 如权利要求5至7中任一项所述的轮胎，其特征在于粘性橡胶 混合物的层P的轴向内侧端与轴向最窄的工作胎冠层的轴向外侧端之 间的所述粘性橡胶混合物层P的轴向宽度D大于5mm。
9、 如权利要求5至8中任一项所述的轮胎，其特征在于在轴向最 窄的工作胎冠帘布层的轴向外侧端处，所述层P的厚度使得被所述层P 分隔的两个工作胎冠帘布层之间的径向距离d满足下述关系3/5-02 <d <5-^2其中A是径向外侧的工作胎冠帘布层的增强元件的直径。
10、 如权利要求5至9中任一项所述的轮胎，其特征在于在轴向 最宽的工作胎冠层的端部，层P的厚度保证轴向最宽的工作胎冠层的 所述端部与圆周增强元件的附加帘布层之间的距离d'满足d，》 1.5mm。
11、 如前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于轴向最宽 的工作胎冠层位于其他的工作胎冠层的径向内侧。
12、 如前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于轴向最宽 的工作胎冠层的轴向宽度与轴向最窄的工作胎冠层的轴向宽度之差在 5至30mm之间。
13、 如前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于工作胎冠 层的增强元件与圆周方向形成的角度小于30°,优选地小于25°。
14、 如前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于工作胎冠 层包括在一个帘布层和另一帘布层之间交叉、并与圆周方向形成在轴 向中可变的角度的增强元件。
15、 如前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于胎冠增强 件通过被称为保护层的至少一个补充层径向结束于被称为弹性增强元件的外侧，所述弹性增强元件相对于圆周方向以10。至45。之间的角度定位，并与其在径向上所邻近的工作层的不可拉伸元件所形成的角度 处于相同方向。
16、 如前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于胎冠增强 件包括由与圆周方向形成大于40。的角度的金属增强元件构成的三角层。
17、 如前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于所述附加 层的增强元件是金属增强元件。
18、 如权利要求1至16中任一项所述的轮胎，其特征在于所述附 加层的增强元件是织物增强元件。
19、 如前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于胎冠增强 件包括至少一个圆周增强元件的连续层。
20、 如权利要求19所述的轮胎，其特征在于圆周增强元件的至少 一个连续层的轴向宽度小于轴向最宽的工作胎冠层的轴向宽度。
21、 如权利要求19或20所述的轮胎，其特征在于圆周增强元件 的至少一个连续层径向设置在两个工作胎冠层之间。
22、 如权利要求21所述的轮胎，其特征在于径向邻近圆周增强元 件的连续层的工作胎冠层的轴向宽度大于所述圆周增强元件的所述连 续层的轴向宽度。
23、 如权利要求19至22中任一项所述的轮胎，其特征在于圆周 增强元件的至少一个连续层的增强元件是金属增强元件，在0.7%的伸 长条件下，所述金属增强元件具有在10至120GPa之间的正割模量， 并具有小于150GPa的最大正切模量。
24、 如权利要求23所述的轮胎，其特征在于在0.7%的伸长条件 下，增强元件的正割模量小于100GPa并优选地大于20GPa，更优选地 在30至90GPa之间。
25、 如权利要求23或24所述的轮胎，其特征在于增强元件的最 大正切模量小于130GPa，优选地小于120GPa。
26、 如权利要求19至25中任一项所述的轮胎，其特征在于圆周 增强元件的至少一个连续层的增强元件是金属增强元件，该金属增强 元件所具有的拉伸应力曲线是相对伸长的函数，对于较小的拉伸具有 较缓的梯度，而对于较大的拉伸则具有基本为常数的较陡的梯度。
27、 如权利要求19至22中任一项所述的轮胎，其特征在于圆周 增强元件的至少一个连续层的增强元件是金属增强元件段，以形成长 度小于最短的帘布层的周长、但比所述周长的0.1倍大的部分，部分之 间的段彼此轴向偏移，圆周增强元件的连续层的单位宽度的拉伸弹性 模量优选地小于在相同条件下测得的最具拉伸性的工作胎冠层的拉伸 弹性模量。
28、 如权利要求19至22中任一项所述的轮胎，其特征在于圆周 增强元件的至少一个连续层的增强元件是波状金属增强元件，波动幅 度a与波长A的比值"/2至多等于0.09，圆周增强元件的连续层的单位 宽度的拉伸弹性模量小于在相同条件下测得的最具拉伸性的工作胎冠 层的拉伸弹性模量。
全文摘要
本发明涉及一种具有径向胎体增强件(2)的轮胎(1)，包括由不可拉伸的增强元件形成的至少两个工作胎冠帘布层(41，42)构成的胎冠增强件，所述增强元件在一个帘布层与另一帘布层之间交叉并与圆周方向形成10°至45°之间的角，所述胎冠增强件自身被行驶胎面径向覆盖。所述轮胎在每一肩部中额外地包括至少一个圆周定向并且具有皱纹的增强元件层(43)，所述附加层的轴向内侧端径向地邻近工作胎冠帘布层(42)的边缘，所述附加层的轴向外侧端与轮胎赤道面的距离不小于所述平面与其邻近的工作层的端部之间的距离，并且所述层与轴向最宽的工作胎冠帘布层(41)的端部之间的距离大于1.5mm。
文档编号B60C9/22GK101213096SQ200680023778
公开日2008年7月2日 申请日期2006年6月28日 优先权日2005年6月30日
发明者G·内策, J·库埃 申请人:米其林技术公司;米其林研究和技术股份有限公司